2024 微波电路 限幅器测试方法

GB/T44766—2024

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

测试条件仪器和设备

4、……………………2

测试条件

4.1……………2

测试仪器和设备

4.2……………………3

注意事项

4.3……………3

参数测试

5…………………3

插入损耗L

5.1(i)………………………3

插损平坦度L

5.2(Δi)……………………5

电压驻波比

5.3(VSWRi、VSWRo)……………………5

限幅电平P

5.4(lim)………………………6

尖峰泄漏功率P

5.5(leak(spike))……………7

平坦泄露功率P

5.6(leak(flat))……………8

尖峰能量W

5.7(l)………………………8

承受功率PP

5.8(cwm、pm)………………9

压缩输出功率P

5.91dB(o(1dB))………………………10

响应时间t

5.10(res)……………………11

恢复时间t

5.11(r)……………………12

反射功率P

5.12(r)……………………13

三阶交调IP

5.13(3)……………………14

三阶交调截点功率P

5.14(OIP3)………………………15

Ⅰ

GB/T44766—2024

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出

。

本文件由全国集成电路标准化技术委员会归口

(SAC/TC599)。

本文件起草单位中国电子科技集团公司第五十五研究所中国电子技术标准化研究院南京国博

:、、

电子股份有限公司中国电子科技集团公司第十三研究所

、。

本文件主要起草人都小凡周光辉汤朔向虎邓世雄吴维丽

:、、、、、。

Ⅲ

GB/T44766—2024

微波电路限幅器测试方法

1范围

本文件描述了微波电路限幅器主要电参数的测试方法

。

本文件适用于微波电路限幅器包含无源限幅器半有源限幅器有源限幅器等

,、、。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

半导体器件第部分总则

IEC60747-11:(Semiconductordevices—Part1:General)

注半导体器件分立器件和集成电路第部分总则

:GB/T17573—19981:(IEC747-1:1983,IDT)

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

插入损耗insertionloss

L

i

限幅器小信号工作时输入功率与输出功率之比

,。

32

.

插损平坦度insertionlossflatness

L

Δi

限幅器小信号工作时工作频带内插入损耗最大值与最小值之差

,。

33

.

电压驻波比voltagestandingwaveratio

VSWR

在均匀无耗传输线上电压振幅最大值与电压振幅最小值之比输入端的电压驻波比即为输入电

,。

压驻波比输出端的电压驻波比即为输出电压驻波比

VSWRi,VSWRo。

34

.

限幅电平limitingthresholdlevel

P

lim

在规定的输入功率范围内限幅器的最大输出功率

,。

35

.

尖峰泄露功率spikeleakagepower

P

leak(spike)

在脉冲工作条件下大功率信号输入到限幅器的瞬间产生的输出功率最大值

,。

1

GB/T44766—2024

36

.

平坦泄露功率flatleakagepower

P

leak(flat)

在规定的脉冲工作条件下限幅器完全导通后输出脉冲达到平坦区域的输出功率

,。

37

.

尖峰能量spikeleakageenergy

W

l

在脉冲工作条件下大功率信号在尖峰泄露时间内产生的能量

,。

38

.

承受功率maximuminputpower

PP

cwm、pm

限幅器可正常工作的最大微波输入功率

。

注连续波功率P脉冲功率P

:cwm,pm。

39

.

1dB压缩输出功率outputpowerat1dBcompression

P

o(1dB)

当限幅器插入损耗相比线性工作增加时的输出功率

1dB。

310

.

响应时间responsetime

t

res

限幅器在大功率信号输入后到形成有效限幅输出的时间

。

311

.

恢复时间recoverytime

t

r

限幅器在大功率信号关闭后到限幅器恢复到小信号状态的时间

。

312

.

反射功率reflectedpower

P

r

限幅器在大功率状态下被限幅器反射到输入端的信号功率

。

313

.

三阶交调third-orderintermodulation

IP

3

在规定的输入功率下基频信号输出功率与三阶交调信号输出功率之比

,。

314

.

三阶交调截点功率third-orderintermodulationpowerattheinterceptpoint

P

IP3

在理想线性系统中基频信号幅度单位为与三阶交调信号幅度单位为相等时的交点

(dBm)(dBm)

功率

。

4测试条件仪器和设备

、

41测试条件

.

除另有规定外所有测试应在温度为相对湿度为和气压为

,25℃±3℃、20%~80%86kPa~

2

GB/T44766—2024

的条件下进行测试环境应无影响结果准确性的机械振动和电磁干扰

106kPa。。

仲裁试验的标准大气条件为温度相对湿度气压

:25℃±1℃,48%~52%,86kPa~106kPa。

42测试仪器和设备

.

测试仪器和设备应满足下列要求

:

测试仪器应校准合格并在计量有效期内

a),;

测试仪器的精度应满足测试要求

b);

测试仪器设备应良好接地

c)、;

测试所用电源的电源电压纹波及电源噪声电平等应满足被测件的要求

d)、;

测试仪器按被测件要求时间进行预热无明确预热要求时测试仪器预热后进行测试

e),15min。

43注意事项

.

测试过程中应注意如下事项

,:

限幅器必要的散热条件

a);

测试系统中耦合器衰减器隔离器的选择应满足功率容量并可保护后级仪器设备

b)、、;

应使用合适的测试夹具进行测试

c);

当操作静电敏感器件时应遵守中的注意事项

d),IEC60747-1。

5参数测试

51插入损耗Li

.()

511目的

..

通过对输入到限幅器的微波功率及经过限幅器后输出的功率进行测试并计算实现测量限幅器插

,

入损耗指标的目的

。

512测试方法一

..

5121测试框图

...

插入损耗测试框图见图

1。

图1插入损耗测试框图一

()

5122测试原理

...

设定矢量网络分析仪端口输出功率P单位为对矢量网络分析仪进行校准当微波信号

11(mW),,

直通到矢量网络分析仪端口时该端口接收到的功率也为P在接入限幅器后矢量网络分析仪端口

2,1。

接收到的功率为P单位为按公式对端口输出功率和端口接收功率进行计算得出插

22(mW),(1)12,

入损耗L单位为

i(dB):

L=PP

i10lg(1/2)……(1)

3

GB/T44766—2024

式中

:

P输入到被测件的微波功率单位为毫瓦

1———,(mW);

P经过被测件后的输出功率单位为毫瓦

2———,(mW)。

该计算可由矢量网络分析仪自身完成通过矢量网络分析仪设置测试S参数设定测试值为插

,21,“

入损耗单位为分贝S参数即是被测件的插入损耗L

”,(dB),|21|i。

5123测试程序

...

应按以下程序进行测试

:

矢量网络分析仪开机预热按规定设置输入功率和频率范围

a),;

不接被测件进行测试系统校准

b);

按图连接测试系统开始测试

c)1,;

通过矢量网络分析仪测试并记录插入损耗L

d)i。

5124规定条件

...

应规定条件如下

:

测试频率范围f

a)R;

输入功率未明确规定时通常低于限幅电平分贝

b),,10(dB);

被测件的偏置条件

c)。

513测试方法二

..

5131测试框图

...

插入损耗测试框图见图

2。

图2插入损耗测试框图二

()

5132测试原理

...

由信号源输入功率通过功率计测试输出功率输入功率与输出功率之差即为插入损耗由公式

,,。

计算插入损耗L单位为

(2)i(dB):

L=P-P

iinout……(2)

式中

:

P规定条件下输入到被测件的微波功率单位为分贝毫瓦

in———,(dBm);

P被测件的输出功率单位为分贝毫瓦

out———,(dBm)。

5133测试程序

...

应按以下程序进行测试

:

信号源及功率计开机预热按规定设置输入功率和频率范围

a),;

4

GB/T44766—2024

不接入被测件进行测试系统校准通过功率计测试记录应输入到被测件的输入功率P功率

b),in,

放大器和衰减器根据实际测试功率需要选择

;

按图连接测试系统对被测件施加相应偏置条件开启信号源功率信号开始测试

c)2,,,;

通过功率计记录输出功率P通过公式计算被测件插入损耗L

d)out,(2)i。

5134规定条件

...

应规定条件如下

:

测试频率

a);

输入功率未明确规定时通常低于限幅电平分贝

b),,10(dB);

被测件的偏置条件

c)。

52插损平坦度ΔLi

.()

521目的

..

通过对被测件在一定频带宽度内插入损耗的测试计算得出被测件在该频带内损耗的最大起伏

,。

522测试框图

..

插损平坦度测试框图见图图

1、2。

523测试原理

..

测试频带内插入损耗的最大值L和最小值L通过公式计算插损平坦度L单位为

i(max)i(min),(3)Δi(

dB):

L=L-L

Δii(max)i(min)……(3)

式中

:

L频带内插入损耗最大值单位为分贝

i(max)———,(dB);

L频带内插入损耗最小值单位为分贝

i(min)———,(dB)。

524测试程序

..

应按以下程序进行测试

:

按中两种测试方法及程序进行测试

a)5.1;

测试频带内插入损耗的最大值和最小值通过公式计算插损平坦度

b),(3)。

525规定条件

..

应规定条件如下

:

测试频率范围f或测试频点

a)R;

输入功率未明确规定时通常低于限幅电平分贝

b),,10(dB)。

53电压驻波比VSWRiVSWRo

.(、)

531目的

..

通过测试端口输出功率与反射功率计算回波损耗再通过回波损耗计算得出端口驻波比完成测试

,,

规定条件下限幅器的输入电压驻波比和输出电压驻波比

VSWRiVSWRo。

532测试框图

..

电压驻波比测试框图见图

1。

5

GB/T44766—2024

533测试原理

..

输入到限幅器的功率为P通过限幅器反射回输入端的信号功率为P单位为根据

1,11(dBm),

公式计算回波损耗L再通过公式计算端口的电压驻波比

(4)r1,(5):

L=P-P

r1111……()

L4

-r1

+10

=110L

VSWR-r1……(5)

-10

110

式中

:

L端口的回波损耗单位为分贝

r1———1,(dB);

P端口的输出功率单位为分贝毫瓦

1———1,(dBm);

P端口输出信号经过被测件后的反射功率单位为分贝毫瓦

11———1,(dBm);

该计算可由矢量网络分析仪自身完成通过矢量网络分析仪直接测试被测件的SS参数设定

,11、22,

测试驻波SS参数即分别为被测件输入电压驻波比和输出电压驻波比

“”,11、22。

534测试程序

..

应按以下程序进行测试

:

矢量网络分析仪开机预热按规定设置输入功率和频率范围

a),;

校准测试系统

b);

按图连接测试系统开始测试

c)1,;

根据SS参数测试结果记录被测件的输入电压驻波比和输出电压驻波比

d)11、22。

535规定条件

..

应规定条件如下

:

测试频率范围f

a)R;

输入功率未明确规定时通常低于限幅电平分贝

b),,10(dB)。

54限幅电平Plim

.()

541目的

..

测量在规定的输入功率范围内限幅器的最大输出功率

,。

542测试框图

..

限幅电平测试框图见图

3。

图3限幅电平测试框图

543测试原理

..

输入到限幅器的功率P经过限幅器输出后功率为P此时的P最大值即为限幅器的限幅

in,out,out

6

GB/T44766—2024

电平

。

544测试程序

..

应按以下程序进行测试

:

仪器开机预热按规定设置输入功率和频率范围

a),;

不接入被测件进行测试系统校准输入到被测件的微波功率为输入功率

b),;

按图连接测试系统对被测件施加相应的偏置条件开启功率信号开始测试

c)3,,,;

通过功率计读出限幅器输出功率P的最大值即为限幅电平

d)out,。

545规定条件

..

应规定条件如下

:

测试频率

a);

输入功率规定的限幅器输入功率P单位为

b),in(dBm);

被测件的偏置条件

c)。

55尖峰泄漏功率Pleakspike

.(())

551目的

..

在脉冲工作条件下大功率信号在输入到限幅器的瞬间限幅器的限幅功能较弱此时输出功率较

,,,

大之后限幅器衰减增大形成有效限幅作用通过测试该瞬时的最大输出功率即为尖峰泄漏功率

,,。。

552测试框图

..

尖峰泄漏功率测试框图见图

3。

553测试原理

..

脉冲功率输入到限幅器后通过功率计读取输出波形如图所示在功率输出的瞬间产生较大的正

4,

向尖峰该尖峰的最大值P为尖峰泄漏功率

,leak(spike)。

554测试程序

..

应按以下程序进行测试

:

仪器开机预热按规定设置输入功率和频率范围

a),;

不接入被测件进行测试系统校准输入到被测件的微波功率为输入功率

b),;

按图连接测试系统对被测件施加相应的偏置条件开启功率信号开始测试

c)3,,,;

通过功率计读取输出波形如图所示图中P为尖峰泄漏功率

d)4,leak(spike)。

图4尖峰泄露功率输出波形

7

GB/T44766—2024

555规定条件

..

应规定条件如下

:

测试频率

a);

输入功率规定的限幅器输入功率P单位为

b),in(dBm);

被测件的偏置条件

c)。

56平坦泄露功率Pleakflat

.(())

561目的

..

在规定的脉冲工作条件下测量限幅器导通后输出脉冲达到平坦区域的输出功率

,。

562测试框图

..

平坦泄露功率测试框图见图

3。

563测试原理

..

输入到限幅器的功率P经过限幅器输出后功率为P在测试脉宽内输出功率稳定到相对平坦

in,out,

的区域此时的P即为限幅器的平坦泄露功率P

,outleak(flat)。

564测试程序

..

应按以下程序进行测试

:

仪器开机预热按规定设置输入功率和频率范围

a),;

不接入被测件进行测试系统校准输入到被测件的微波功率为输入功率

b),;

按图连接测试系统对被测件施加相应的偏置条件开启功率信号开始测试

c)3,,,;

通过功率计读出限幅器输出功率功率计显示波形如图所示图中P为平坦泄漏功率

d),4,leak(flat)。

565规定条件

..

应规定条件如下

:

测试频率

a);

输入功率规定的限幅器输入功率P单位为

b),in(dBm);

被测件的偏置条件

c)。

57尖峰能量Wl

.()

571目的

..

在脉冲工作条件下大功率信号在输入到限幅器的瞬间限幅器的限幅功能较弱此时输出功率较

,,,

大之后限幅器衰减增大形成有效限幅作用通过计算在这段时间内产生的能量即为尖峰能量

,,。。

572测试框图

..

尖峰泄漏能量测试框图见图

3。

573测试原理

..

通过功率计测试脉冲功率条件下尖峰泄漏功率P以及尖峰泄漏持续时间t由公式近似计算

lΔ,(6)

得出限幅器在尖峰泄漏时间内泄漏的能量W单位为

l(J)。

8

GB/T44766—2024

P-

W=1×t×L/10×3

lΔ1010……(6)

2

式中

:

P尖峰泄漏功率单位为分贝毫瓦

L———,(dBm);

t尖峰泄漏时间单位为秒

Δ———,(s)。

574测试程序

..

应按以下程序进行测试

:

仪器开机预热按规定设置输入功率和频率范围

a),;

不接入被测件进行测试系统校准输入到被测件的微波功率为输入功率

b),;

按图连接测试系统对被测件施加相应的偏置条件开启功率信号开始测试

c)3,,,;

通过功率计读出波形如图所示通过公式计算被测件的尖峰能量

d)4,(6)。

575规定条件

..

应规定条件如下

:

测试频率

a);

输入功率规定的限幅器输入功率P单位为

b),in(dBm);

被测件的偏置条件

c)。

58承受功率PcwmPpm

.(、)

581目的

..

在大功率条件下限幅器应正常工作当输入功率继续增大时限幅器可能因功率过大而烧毁通过测

,,

试验证限幅器正常工作状态下可承受的连续波功率P或可承受的脉冲功率P

cwmpm。

582测试框图

..

承受功率测试框图见图

3。

583测试原理

..

在要求的承受功率条件下及规定的工作时间内限幅器可正常工作且在恢复小功率条件时其各

,,,

项指标应满足相应指标要求

。

584测试程序

..

应按以下程序进行测试

:

仪器开机预热按规定设置输入功率和频率范围

a),;

不接入被测件进行测试系统校准输入到被测件的微波功率为输入功率

b),;

按图连接测试系统对被测件施加相应的偏置条件开启功率信号开始测试

c)3,,,;

按照通过功率计监测限幅器的限幅电平在规定的试验时间内数据应满足限幅电平指标

d)5.4,,

要求

;

试验完成后按照进行测试插入损耗和电压驻波比等小信号指标应满足相关指标

e)5.1、5.3,

要求

。

585规定条件

..

应规定条件如